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摘 要 注塑模具是一種生產(chǎn) 塑料 制品的工具， 其賦予塑膠制品完整的結(jié)構(gòu)和精確的尺寸。 注塑成型是批量生產(chǎn)某些形狀復(fù)雜部件時用到的一種加工方法。 其將塑件熔體注入型腔， 在型腔內(nèi)冷卻成型。塑件尺寸精準(zhǔn)，表面光潔度高，成型過程安全可靠，易于實現(xiàn)全自 動化生產(chǎn)，改善了加工環(huán)境，大大縮短了產(chǎn)品制造周期。 機油蓋 結(jié)構(gòu)和 形狀較為復(fù)雜， 采用 PA1010 材料 ，非常適于使用注塑模具進行生產(chǎn)。 本篇為機油蓋注塑模具設(shè)計說明 書 ， 包含了塑件分析和模具 總體 設(shè)計 ，總共九 章。塑件分析包括了材料 成型性能 分析及 塑件 結(jié)構(gòu)分析。模具總體設(shè)計包括了注射模具的工作原理、設(shè)計準(zhǔn)則以及材料的選擇、 注射機的選擇、注射機有關(guān)參數(shù)校核 、 分型面的確定、 澆注系統(tǒng)設(shè)計（主流道設(shè)計及計 算、 澆口的選擇和計算、冷料穴 ） ，成型零件的設(shè)計（凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計、凸凹模的工作 部分尺寸計算），模具導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計、脫模推出機構(gòu)的設(shè)計、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 、模具的 裝配 等方面。 關(guān)鍵詞 ： PA1010、機油蓋、注塑模具、澆注系統(tǒng) ABSTRACT Injection molds are a tool for the production of plastic products,it gives plastic products complete structure and precise size. Injection molding is a kind of processing method used in mass production of complex parts of some shapes. Which will melt into the mold cavity, in the cavity cooling molding. Plastic parts size accurate, high surface finish, forming process safe and reliable, easy to achieve fully automated production, improve the processing environment, greatly reducing the product manufacturing cycle. Oil cover structure and shape is more complex, the use of PA1010 material, very suitable for the use of injection mold for production. This is the design of the oil cap injection mold design, including the plastic parts analysis and the overall design of the mold, a total of nine chapters. Plastic parts analysis includes material forming performance analysis and plastic structure analysis. The overall design of the mold includes the working principle of the injection mold, the design criteria and the selection of the material, the choice of the injection machine, the checking of the relevant parameters of the injection machine, the determination of the parting surface, the design of the pouring system (the main channel design and calculation, the choice of gate And the design of the mold, the design of the mold release mechanism, the design of the cooling system, the assembly of the mold, etc., the design of the mold part, the design of the mold, aspect. Keywords: PA1010, oil cover, injection mold, pouring system 目 錄 第一章 塑件成型工藝分析 .............................................. 1 1.1 塑件的外形尺寸 ................................................... 1 1.2 塑件制品的結(jié)構(gòu)分析 ............................................... 1 1.3 塑件材料的成型特性。 ............................................. 2 1.4 塑件的成型工藝參數(shù) ............................................... 2 第二章 擬定模具的結(jié)構(gòu)形式 ............................................ 4 2.1 型腔數(shù)目的確定與排布 ............................................. 4 2.2 分型面的選擇 ..................................................... 4 2.3 塑件的脫模方式 ................................................... 5 2.4 注射機的型號確定 ................................................. 5 第三章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 ................................................ 7 3.1 主流道的設(shè)計 ..................................................... 7 3.2 澆口的設(shè)計 ....................................................... 8 3.3 校核主流道的剪切速率 ............................................. 9 3.4 冷料穴的設(shè)計 ..................................................... 9 第四章 成形零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計及計算 ..................................... 10 4.1 成形零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 .............................................. 10 4.2 成型零件鋼材選用 ................................................ 10 4.3 成型零件工作尺寸的計算 .......................................... 10 4.4 凹模外部尺寸 .................................................... 13 4.5 動模墊板厚度 .................................................... 13 第五章 模架的確定 ................................................... 14 5.1 各模板尺寸的確定 ................................................ 14 5.2 模架各尺寸的校核 ................................................ 14 第六章 排氣槽的設(shè)計 ................................................. 16 第七章 導(dǎo)向與定位機構(gòu)設(shè)計 ........................................... 17 第八章 脫模推出機構(gòu)設(shè)計 ............................................. 19 第九章 冷卻系統(tǒng)設(shè)計與計算 ........................................... 20 總 結(jié) ............................................................. 22 謝 辭 ............................................................. 23 參考文獻 ............................................................. 24 附 錄 ............................................................. 25 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 第一章 塑件成型工藝分析 1.1 塑件的外形尺寸 圖 1-1 塑件尺寸 產(chǎn)品名稱：機油蓋 產(chǎn)品材料： PA1010 PA1010（尼龍 1010）塑料是半透明、輕而硬、表面光亮的結(jié)晶形白色或微黃色顆 粒，機械強度高，沖擊韌性、耐磨性和自潤滑性好， 常用于耐磨零件及傳動件 。 不耐 強酸及氧化劑 ， 能溶于甲酚、苯酚、濃硫酸等 。 表 1-1 PA1010性能 熔點 210 相對密度 g/cm3 1.021.04 拉伸強度 Mpa 40 彎曲強度 Mpa 50 斷裂伸率 % 150 顆粒度 N/g 3050 1.2 塑件制品的結(jié)構(gòu)分析 塑件制品的結(jié)構(gòu)設(shè)計包括壁厚、脫模斜度、加強筋、支撐面、圓角、孔的設(shè)計及 表面形狀等方面。機油蓋的結(jié)構(gòu)有壁厚、脫模斜度、圓角。 1.2.1 壁厚 塑件的壁厚對其質(zhì)量有很大的影響，壁厚過小難以滿足使用強度和剛度的 要求； 壁厚太大，易產(chǎn)生氣泡和凹陷。設(shè)計機油蓋的壁厚應(yīng)考慮以下幾點： 1） 同一塑件 的壁厚應(yīng)均勻一致，以避免收縮不一致而導(dǎo)致變形或開裂； 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 2） 應(yīng)滿足塑件在裝配、運輸以及使用時的強度要求 ； 3） 充分考慮在成型過程中塑件的流動性 ， 保證薄壁和棱邊部分 也能充型 ； 4） 塑件能承受足夠的脫模力 ， 不至于在脫模時損壞 。 考慮到上述影響因素和小型塑件壁厚推薦值，機油蓋壁厚設(shè)計成 2mm。 1.2.2 脫模斜度 由于塑件冷卻后產(chǎn)生收縮時會緊緊包在凸模上，或由于粘附作用而緊貼在型腔 內(nèi)。為了便于脫模，防止塑件表面在脫模時出現(xiàn)頂白 、頂傷、劃傷等 ， 在塑件設(shè)計時 應(yīng)考慮其表面具有合理的脫模斜度 。 塑件上的脫模斜度大小 ， 與塑件 的性質(zhì)、收縮率、摩擦因數(shù)、塑件壁厚和幾何形 狀有關(guān) ，由參考文獻 1表 2-10常用塑件脫模斜度選取 ， 凸模、凹模脫模斜度為 45。 1.2.3 圓角 塑件設(shè)置圓角，不但能使其 成型時熔體流動性能好，成型順利進行，而且能減小 應(yīng)力集中，提高塑件的強度和剛度，還能防止塑件翹曲變形。故機油蓋采用 R=2mm的 圓角 ， 棱邊圓角采用 0.5mm1。 1.3 塑件材料的成型特性。 1、結(jié)晶型塑料，熔點較高，熔化溫度范圍較窄，熔融狀態(tài)熱穩(wěn)定性差，料溫超過 300，滯留時間超過 30min易分解 2、較易吸濕，成型前應(yīng)預(yù)熱干燥，并應(yīng)防止再吸濕，含水量不得超過 0.3%，吸濕 后流動性下降，易出現(xiàn)氣泡，銀絲等弊病，塑件應(yīng)經(jīng)調(diào)濕處理，處理后發(fā)生尺寸脹 大 3、流動性極好，溢邊值一般為 0.02mm，易溢料 4、成型收縮率范圍大，收縮率大，取向性明顯，易發(fā)生縮孔，凹痕，變形等弊 病，成型條件應(yīng)穩(wěn)定 5、融料冷卻速度對結(jié)晶度影響較大，對塑件結(jié)構(gòu)及性能有明顯影響，故應(yīng)正確控 制模溫，一般為 60 90，按壁厚選定，模溫低易產(chǎn)生縮孔，結(jié)晶度低等現(xiàn)象，對 要求伸長率高，透明度高，柔軟性較好的薄壁塑件宜取低模溫。對要求硬度 高，耐磨 性好，以及在使用時變形小的厚壁塑件宜取高模溫 1.4 塑件的成型工藝參數(shù) 料筒溫度 后段 190oC 210oC， 中段 200oC 220oC， 前段 210oC 230oC； 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 噴嘴溫度 200oC 210oC； 模具溫度 55oC 65oC； 注射壓力 90 101MPa； 成型前準(zhǔn)備：預(yù)熱溫度 100oC 110oC， 預(yù)熱時間 12 16h； 成型后處理：調(diào)濕處理。脫模 后放入溫度為 100120的熱水中 ， 使塑件制品吸濕 穩(wěn)定尺寸 ，防止接觸空氣發(fā)生氧化。 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 第二章 擬定模具的結(jié)構(gòu)形式 2.1 型腔數(shù)目的確定與排布 2.1.1 型腔數(shù)目的確定 型腔數(shù)量受以下因素影響 ： 1、 塑件的尺寸精度 ：型腔 多時，精度也相對降低 ； 2、 模具的制造成本 ： 多腔模的制造成本高于單腔模 ； 3、模具的 制造難度 ：多型腔的制造難度比單型腔制造難度 大 ； 4：模具的可靠性：多腔模具的某一型腔損壞時，生產(chǎn)應(yīng)立即停機 。 因此，考慮到上述因素后，機油蓋注塑模宜采用單型腔模具 。 2.1.2 型腔的布置 由于采用了單型腔模具，所以型 腔應(yīng)放置于模具的正中位置，使模具受力平衡， 并使?jié)沧⑾到y(tǒng)和推出機構(gòu)的設(shè)計得到簡化。 2.2 分型面的選擇 分型面的選擇受塑件的形狀、外觀、精度、澆口位置、推出等多種因素影響。分 型面選擇是否合理是塑件能否完好成型的先決條件，設(shè)計時應(yīng)考慮以下幾點： 1）：符合塑件脫模的基本要求，應(yīng)設(shè)置在塑件脫模方向最大的投影邊緣部位 ； 2）： 分型線不影響塑件外觀 ； 3）：確保塑件留在動模一側(cè)，有利于脫模 ； 4）：盡量避免形成側(cè)孔、側(cè)凹 ； 5）：合理安排澆注系統(tǒng) ； 6）：有利于模具加工 。 此外，為了有利于塑件的大批量生產(chǎn)，縮短成型周期，模具應(yīng)能自動去除澆注系 統(tǒng)。因此，在澆口位置應(yīng)設(shè)置另一分型面，使?jié)沧⑾到y(tǒng)在塑件脫模時能自動脫落 1。 塑件分型面如下圖所示 ： 圖 2-1 塑件分型面 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 2.3 塑件的 脫模方式 由于模具采用三板式雙分型面的 典型結(jié)構(gòu) 。啟模時， 定模型腔板隨動模移動 一定 的距離，以利于主流道的凝料脫出。隨后，定模型腔板由于限位桿的作用停止運動， 動模繼續(xù)移動，塑件脫出。頂出時，開始主型芯 和型 芯嵌塊隨中心頂出桿 一 同運動， 待制品完全從動模板 的型腔中脫出后，主型芯的 臺階被掛住，而頂出桿繼續(xù)前進，便 可將制品強行頂出。 塑件的詳細推出過程見附錄 。 2.4 注射機的型號確定 2.4.1 注射量的計算 通過 creo建模軟件建模設(shè)計分析計算得： 塑件體積： 塑 = 12.094 3 （ 2-1） 塑件質(zhì)量： 塑 = 塑 = 12.687 g （ 2-2） 式中 ： 取 1.04g/cm3. 2.4.2 澆注系統(tǒng)凝料體積的初算步驟 澆注系統(tǒng)的凝料體積在設(shè)計之前是不能確定準(zhǔn)確數(shù)值，但可以根據(jù)經(jīng)驗按照塑體體 積的 0.21倍來估算。由于采用流道簡單并且較短，因此澆注系統(tǒng)的凝料體積按塑件體 積的 0.2倍來估算，故一次注入磨具型腔塑料熔體的總體積（澆注系統(tǒng)的凝料和塑體體 積之和）為： 總 = 塑 (1+0.2) = 14.513 3 （ 2-3） 2.4.3 選擇注射機 根據(jù)上一步計算得出一次注入模具型腔的塑料總體積 V 總 = 14.513 cm3，并結(jié)合參 考文獻 1中式 4-18有 V 總 /0.8=18.141 cm3。 根據(jù)以上的計算，初步選定公稱注射量為 30 cm3 ，注射機型號為 XS-Z-60注射機。其主要技術(shù)參數(shù)見表如下： 表 2-1 注射機主要技術(shù)參數(shù) 理論注射容量 /cm3 125 最大模具厚度 /mm 300 柱塞直徑 /mm V注射壓力 /MPa 42 最小模具厚度 /mm 200 150 模具定位孔直徑 /mm 100 鎖模力 /KN 900 噴嘴球半徑 /mm 12 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 2.4.4 注射機的相關(guān)參數(shù)校核 1）注射壓力校核： 查 1中 表 4-1可知， PA 所需注射壓力為 90101Pa,取 P0=90MPa， 注射機的公稱注射壓力 P 公 =150MPa，注射壓力安全系數(shù) k1=1.251.4，這里取 k1=1.3， 則： 1 0 = 1.390 = 117 KN < 公 （ 2-4） 所以，注射機注射壓力合格。 2）鎖模力校核 塑件在分型面上的投影面積 A 塑 ： 塑 = 4 752 = 4417.865 mm2 （ 2-5） 模具型腔內(nèi)的膨脹力 F 脹 ： F脹 = A塑 P模 = 119.282 KN （ 2-6） 式中 ： 模 是模具型腔內(nèi)的壓力，通常取注射壓力的 20%40%，大致范圍 1836MPa。 對于粘度較大的精度較高的塑料制品應(yīng)取較大值。 對于 PA材料 取 27MPa。查 文中 表 （ 1） 可知 該注射機的公稱鎖模力 F 鎖 =900KN，鎖模力安全系數(shù)為 k2=1.11.2 這里取 k2=1.2， 則： K2 脹 = 143.138 KN < 鎖 （ 2-7） 所以，注射機鎖模力合格。 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 第三章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 澆注系統(tǒng)是從主流道的始端到型腔之間的熔體流動通道。其作用是使塑料熔體平穩(wěn) 而有序地填充到型腔中，以獲得組織緊密、外形輪廓清晰的塑件。因此，澆注系統(tǒng)十分 重要。 因為采用單型腔模具設(shè)計 ， 且塑件小結(jié)構(gòu)較為簡單 。所以，為了簡化澆注系統(tǒng)，使 模具結(jié)構(gòu)緊湊。 機油蓋注塑模具的澆注系統(tǒng)由主流道和澆口兩部分組成 。 塑料熔體從注 塑機噴嘴射出后 ， 流經(jīng)主流道和澆口直接進入型腔 。 3.1 主流道的設(shè)計 主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注射機噴嘴注射出的溶體導(dǎo)入分 流道或型腔中。主流道的形狀為圓錐形，以便于溶體的流動和開模時主流道凝料的順利 拔出。主流道的尺寸直接影響到溶體的流動速度和充模時間。另外由于其與高溫塑料熔 體及注射機噴嘴反復(fù)接觸，因此常設(shè)計成可拆卸更換的澆口套 1。 3.1.1 主流道尺寸 1)主流道的長度：小型模具 L 主 應(yīng)盡量小于 60mm， 取 30mm。 2)主流道小端直徑： d=注射機噴嘴尺寸 +（ 0.51） mm =（ 4+0.5） =4.5 mm 3)主流道大端直徑： d=d+2L 主 tan（ /2） 5.6mm,PA流動性較好 ， 故 式中 取 =2 4)主流道球面半徑： SR0=注射機噴嘴球頭半徑 +（ 12） mm=12+（ 12） =14 mm 5)球面的配合高度： h=3 mm 3.1.2 主流道當(dāng)量半徑 = （ 2.25+2.8）2 = 2.525 mm （ 3-1） 3.1.3 主流道澆口套 的形式 采用碳素工具鋼 T10A，熱處理淬火表面硬度為 4338HRC， 采用軸肩固定形式， 零 件 尺寸及 固定 形式 如 下 圖所示。 圖 3-1 澆口套尺寸 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 3.2 澆口的設(shè)計 澆口也稱為進料口，是流道和型腔間的狹小通口 。 其作用在于利用緊縮流動面 使進 料達到加速的效果，高剪切率 的升溫效果有提升料溫降低粘度的作用。在成型完 后澆口 部分 最先 固化封口，能有效 防止進料回流以及避免型腔壓力下降過快 。這些可能導(dǎo)致 成 型品產(chǎn)生收縮凹陷。 成型 后應(yīng) 方便剪除以分離流道 澆注 系統(tǒng)和塑件 。 為了便于 采用 自動 脫離 機構(gòu) ，簡化模具結(jié)構(gòu)，這里采用點澆口。 澆口位置的選擇要求 ： 1： 外觀要求 (澆口痕跡 , 熔接線 )，不影響塑件外觀； 2： 產(chǎn)品功能要求 ，不影響產(chǎn)品使用要求； 3： 模具加工 要求 ，便于澆口的加工； 4： 產(chǎn)品的翹曲變形 ，設(shè)置位置應(yīng)減小翹曲變形 ； 5.： 澆口 應(yīng) 易去除 。 考慮到上述要求 ，澆口位置選擇在塑件 中心處。 3.2.1 澆口直徑 根據(jù) 參考文獻 1中表 4-10中點澆口的計算公式 d = nK4 = 2.185 mm 取 d=2mm （ 3-2） 式中 ： K為系數(shù)， K = 0.206 = 0.291 （ mm） ， t為塑件壁厚 2mm N為成型系數(shù) ， 對于 PA， n=0.7 A為型腔表面積 ， 由 creo分析測得 13233.815mm2 3.2.2 澆口長度 由 參考文獻 1表 4-10中 澆口 88.5 mm，滿足推出機構(gòu)高度。外圈固定板高 度為 20mm。 綜上所述 ，模架 初步確定為 3號，板面為 160mm 160mm，模架結(jié)構(gòu)形式為 A3型 的模架。其外形尺寸： 寬 長 高 = 160mm 160mm225mm。 5.2 模架各尺寸的校核 根據(jù)所選注射機來校核模具設(shè)計的尺寸。 1)模具平面尺寸 160mm 160mm 260mm 360mm（拉桿間距），校核合格。 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 2)模具高度尺寸 225mm， 200mm 225mm 300mm（模具的最大厚度和最小厚 度），校核合格。 3)模具的開模行程 由式 4-8得 S = 1 +2 +a+5 10 = 112117mm 300mm，校核合格 （ 5-4） 式中 ： H1為塑件脫模所需 的推出距離 H2為包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度 a為型腔板與定模底板的分開距離。 各模板尺寸見下圖 圖 5-1 各模板尺寸 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 第六章 排氣槽的設(shè)計 在塑料填充的過程中，模架型腔內(nèi)除了原有的空氣外，還有塑料中吸附的水分在 受熱后蒸發(fā)為水蒸氣，以及塑料受熱局部分解，放出某些低分子揮發(fā)性氣體等。此 外，有些塑料在凝固過程中，由于體積收縮也會放出氣體，這些氣體如果不能被熔融 塑料順利地排出型腔，將會影響塑件的成型以及脫模后的質(zhì)量。 在許多情況下，可利用模具的分型面間的間隙自然排氣。例如，小型制品的排氣 槽不大，如果排氣點正好在分型面上，就可利用分型面間的微小間隙排氣，而不必再 專門開設(shè)排氣槽。 此塑件為小 型塑件，由于該模具為鑲拼結(jié)構(gòu)，含有多個鑲件，故可以利用鑲件與 鑲件之間的間隙、鑲件與模板之間的間隙進行排氣，這樣不但有利于氣體排出，還可 以改善原有的加工難度和便于維修。 氣體可從如圖 6-1中箭頭所示方向排出 。 圖 6-1 排氣方向 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 第七章 導(dǎo)向 與定位 機構(gòu) 設(shè)計 7.1 導(dǎo)向機構(gòu) 每套塑料模具都要設(shè)有導(dǎo)向機構(gòu)，在模具工作時，導(dǎo)向機構(gòu)可以維持動模與定模的 正確合模，合模后保持型腔的正確形狀。同時，導(dǎo)向機構(gòu)可以引導(dǎo)動模按合模，防止型 芯在合模過程中損壞，并能承受一定的側(cè)向力。 機油蓋注塑模采用導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu) ， 主要零件有導(dǎo)柱和導(dǎo)套 。 兩者采用間隙配合 ， 使 導(dǎo)套在導(dǎo)柱上滑動 ， 配合間隙采用 H7/f6級配合 。 7.1.1 導(dǎo)柱 導(dǎo)柱采用 12有肩式導(dǎo)柱 ， 其大端 與模板 采用過盈 配合 ， 配合等級為 H7/k6，小端 與導(dǎo)套 配合。所有導(dǎo)柱必須有足夠的抗彎強度，表面要耐磨，心部要堅韌。材料采用 T10A 碳素工具鋼，淬火處理，硬度為 5055HRC。 另外 ， 其端部設(shè)計成半圓球形 ， 便于順利進 入導(dǎo)套 1。 導(dǎo)柱尺寸見圖 7-1. 圖 7-1 導(dǎo)柱尺寸 7.1.2 導(dǎo)套 導(dǎo)套采用 12型帶頭導(dǎo)套，導(dǎo)向孔為通孔，導(dǎo)套和導(dǎo)向孔采用 H7/k6.導(dǎo)套硬度應(yīng) 比導(dǎo)柱硬度低 ， 這樣可以改善摩擦 ， 以防止導(dǎo)柱、導(dǎo)套被拉毛 1。導(dǎo)套尺寸見圖 7-2. 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 圖 7-1 導(dǎo)套尺寸 7.2 定位機構(gòu) 1：模具和注塑機 的定位 模具和注塑機由定模底板上一個 100 的定位圈定位，其保證了模具中軸線和注塑 機的中軸線重合，使注塑機噴嘴準(zhǔn)確的和澆口套接觸，并緊密配合。 2：定模型腔定位桿（定距桿） 由于模具的開模要求 ， 定模型腔板需要限制移動距離 ， 設(shè)計時在定模底板和定模型 腔板間 加入定位桿 。定位桿長度： 定模底板厚度 +定模型腔板厚度 +澆注系統(tǒng)凝料長度 +510 = 93 mm （ 7-1） 定位桿尺寸見下圖 圖 7-3 定位桿尺寸 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 第八章 脫模推出機構(gòu)設(shè)計 在注塑成型的每一循環(huán)中，都必須使塑件從模具的凹模或型芯中脫出，模具中這種 脫出塑件的機構(gòu)稱為 脫膜機構(gòu)。其首先將塑件和澆注系統(tǒng)凝料等與模具松動分離，稱為 脫出，然后把脫出物從模具內(nèi)取出，共兩個動作。 此模具中，選擇推桿作為推出機構(gòu)，推桿截面大部分為圓形，制造、修配方便，容 易達到推桿與模板和型芯上推桿孔的配合精度，推桿推出時運動阻力小，推出動作靈活 可靠，推桿損壞后也便于更換。因此，推桿推出機構(gòu)是推出機構(gòu)中最簡單、最常見的形 式。 推桿的形狀在此處采用了如圖 8-1 所示，圖中所示為頂盤式推桿，亦稱錐面推桿， 它加工比較困難，裝配時與其他推桿不同，需要從動模型腔 插入，端部用螺釘固定在推 桿固定板上，適合于深筒形塑件推出。推桿工作部分與模板或型芯上推桿孔的配合常用 H7/f7H8/f8 的間隙配合。 材料采 用 T10A 碳素工具鋼。熱處理要求硬度為 4348HRC。 推桿 尺寸 如下圖 所示 。 圖 8-1 推桿尺寸 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 20 第九 章 冷卻系統(tǒng)設(shè)計與計算 模具溫度 對塑料熔體的充型 流動、固化定型、生產(chǎn)效率及塑件的形狀、外觀和尺寸 精 度都有重要的影響，模具中設(shè)置溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的目的就是要通過控制模具 的溫度，使 注射成型塑料有良好的產(chǎn)品質(zhì)量和較高的生產(chǎn)效率。 以下只進行簡單的計算，設(shè)計時忽略模具因空氣對流 、輻射以及與注射機接觸所散 發(fā)的熱量，按單位時間內(nèi)塑件熔體凝固時所放出的熱量應(yīng)等于冷卻水帶走的熱量。 9.1 冷卻介質(zhì) . 尼龍注塑溫度由 參考文獻 1表 4-29查得： 成型溫度 200 C300 C 模具溫度 55 C65 C 脫模溫度 70 C110 C 模具溫度較低，故可 用常溫水對模具進行冷卻。 9.2 單位時間內(nèi)注入模具中的塑料熔體總質(zhì)量 W 注射 體積 V = 主 +澆口 +塑 = 12.919 3 （ 9-1） 塑件制品質(zhì)量（ = 1.04 g/cm3） m = Vp = 13.436 g （ 9-2） 單位時間 內(nèi) 注射次數(shù) 塑件壁厚為 2mm，由參考文獻 1表 4-34查 得 冷 = 11.2S， 注 = 0.7S， 脫 = 8S t = 冷 + 注 + 脫 = 19.9 S （ 9-3） N = 3600t = 180.905 次 （ 9-4） 單位時間注射質(zhì)量 W = Nm = 2.431 kg/h （ 9-5） 9.3 冷卻水流量 qv 由參考文獻 1表 4-35查得 尼龍 單位熱流量 ，取 = 270 KJ/Kg， 則 qv = WQs60c( 21) = 2.613103 m3/min. （ 9-6） 式中 ： p為水的密度 1000kg/m3 c為比熱容 4.187 KJ/kgC 1為進水溫度 ， 取室溫 25 C 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 2為出水溫度 ，為使模溫分布 均勻，進出水溫差盡量小， 取 26 C 9.4 冷卻水路直徑 d 為使冷卻水處于湍流狀態(tài) ， 管中水流的雷諾系數(shù)應(yīng)大于 6000 Re = vd 6000 （ 9-7） 式中： 為常溫下水的密度， 1000kg/m3 v 為管中水的流速 v = 4qv60d2 為流體動力粘度系數(shù)， 25 C時 為 0.895x10-3 計算得 d 0.01 m， 取 d=8mm 9.5 管中流速 v v = 4qv60d2 = 0.866 m/s （ 9-8） 9.6 管壁與水交界面的膜傳熱系數(shù) h h = 4.187f(r)0.8d0.2 = 1.684104 KJ/m2h （ 9-9） 式中： f由表 4-31 取 6.84 p為水的密度 kg/m3 v為管中流速 m/s 9.7 導(dǎo)熱總面積 A A = WQs h(21) = 1.1310 3 m2 （ 9-10） 9.8 冷卻水管長度 和根數(shù) L = Ad = 0.045 m = 45 mm （ 9-11） 模具直徑為 l = 160 mm，冷卻水管根數(shù)為 x = Ll = 60160 0.3 根 （ 9-12） 由上述計算可看出 ， 冷卻水管非常短 不足一根，這顯然是不合適的。因此應(yīng)根據(jù)具 體情況加以修改 ，并預(yù)留冷卻余量，較長冷卻水管 。為了使模具溫度分布 均勻，凹模和 型芯都應(yīng)得到充分的冷卻。所以模具設(shè)計成四根冷卻水道 1。 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 總 結(jié) 近三個月的畢業(yè)設(shè)計結(jié)束了， 經(jīng)過自己堅持不懈的努力， 已 將機油蓋注塑模完整的 設(shè)計 出來。 在 設(shè)計的過程中不僅檢驗了自己所學(xué)習(xí)的知識，也培養(yǎng)了 嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度。 在遇 到困難時 ，我 請教了指導(dǎo)老師， 與同學(xué) 們 相互探討，相互學(xué)習(xí)，相互監(jiān)督。 在不斷學(xué)習(xí) 的過程中， 我不僅熟悉了模具設(shè)計與分析過程，掌握了查閱相關(guān)手冊資料的技巧，對模 具設(shè)計 也 有了更深層次的認識。 從白紙到完成模具 零件尺寸的計算，使用 proe 建立零件模型完成 模具裝配 圖， 使 用 CAD繪制零件圖 ， 編寫 設(shè)計說明書， 弄清了 很多原本不是很懂的知識，了解了一些設(shè) 計思路 和過程。 也將模具的澆注系統(tǒng)、成型零件、 脫模推出機構(gòu)、導(dǎo)向機構(gòu)、冷卻系統(tǒng) 的作用和工作原理復(fù)習(xí)了一遍。 通過這次模具設(shè)計，綜合運用本專業(yè)所學(xué)課程的理論和 生產(chǎn)實際知識 ， 進行 了 一次模具設(shè)計工作的實際訓(xùn)練 ， 從而培養(yǎng)和提高 了 我們獨立工作 能力，鞏固與擴充了 注塑 模具設(shè)計等課程所學(xué)的內(nèi)容，掌握 了一般 模具設(shè)計的方法和步 驟，分析 了 零件的工藝性， 和怎樣確定工藝方案的方法。 提高了 proe 和 CAD 等輔助設(shè) 計軟件的 繪圖能力，熟悉了 相關(guān)的制圖 規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)， 為以后設(shè)計注塑模具打下了堅實的 基礎(chǔ) 。 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 謝 辭 三個月的畢業(yè)設(shè)計終于畫上了一個完整的句號， 機油蓋注塑模的設(shè)計注入了我大 量的心血。模具的設(shè)計過程并不是一帆風(fēng)順，期間遇到了許多困難，設(shè)計是 在 我的努 力和 王春導(dǎo)師的悉心指導(dǎo)下完成的。導(dǎo)師淵博的專業(yè)知識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，精益求 精的工作作風(fēng)，誨人不倦的高尚師德，嚴(yán)于律己、寬以待人的崇高風(fēng)范，樸實無法、 平易近人的人格魅力對本人影響深遠。不僅使本人樹立了遠大的學(xué)習(xí)目標(biāo)、掌握了基 本的研究方法，還使本人明白了許多為人處事的道理。本次論文從選題到完成，每一 步都是在導(dǎo)師的悉心指導(dǎo)下完成的，傾注了導(dǎo)師大量的心血。在此，謹(jǐn)向?qū)煴硎境?高的敬意和衷心的感謝 !在 設(shè)計 的過程中，遇 到了很多的問題，在老師的耐心指導(dǎo)下， 問題都得以解決。所以在此，再次對老師道一聲：老師，謝謝您 ! 時光匆匆如流水，轉(zhuǎn)眼便是大學(xué)畢業(yè)時節(jié)，春夢秋云，聚散真容易。離校日期已 日趨漸進， 畢業(yè)論文 的完成也隨之進入了尾聲。從開始進入課題到論文的順利完成， 一直都離不開老師、同學(xué)、朋友給我熱情的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意 !在此我 向 大連交通大學(xué)機械工程專業(yè)的所有老師表示衷心的感謝，謝謝你們四 年的 辛勤栽 培，謝謝你 們在教學(xué)的同時更多的是傳授我們做人的道理，謝謝四 年里面你們孜孜不 倦的教誨 ! 四 年寒窗，所收獲的不僅僅是愈加豐厚的知識，更重要的 是在閱讀、實踐中所培 養(yǎng)的思維方式、表達能力和廣闊視野。很慶幸這四 年來我遇到了如此多的良師益友， 無論在學(xué)習(xí)上、生活上，還是工作上，都 給予了我無私的幫助和熱心的照顧，讓我在 一個充滿溫馨的環(huán)境中度過四 年的大學(xué)生活。感恩之情難以用言語量度，謹(jǐn)以最樸實 的話語致以最崇高的敬意。 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 24 參考文獻 1 葉久新 王群，塑料成型工藝及模具設(shè)計，機械工業(yè)出版社， 2007.11 2 鞏云鵬 田萬祿 張祖立 黃秋波，機械設(shè)計課程設(shè)計，東北大學(xué)出版社， 2000.12 3 謝軍 ，現(xiàn)代機械制圖，機械工業(yè)出版社， 2006.9 4 王樹勛 ， 模具使用技術(shù)設(shè)計綜合手冊 ， 華南理工大學(xué)出版社 5 賈耀卿 周俞斌，模具標(biāo)準(zhǔn)匯編，中國標(biāo)準(zhǔn)出版社， 1992.11 6 劉彩英 ，模具設(shè)計與加工速查手冊，機械工業(yè)出版社， 2005.7 7 屈華昌，塑料成型工藝與模具設(shè)計，機械工業(yè)出版社， 1995 8 蔣繼宏，王效岳，注塑模具典型結(jié)構(gòu) 100例，中國輕工業(yè)出版社， 2000 9 吳宗澤 ,機械零件設(shè)計手冊。機械工 業(yè)出版社。 2003 10 齊衛(wèi)東，塑料模具設(shè)計與制造，機械工業(yè)出版社， 2004 11 孫志禮 冷興聚 魏延剛 曾海泉，機械設(shè)計，東北大學(xué)出版社， 2000.9 12 郭學(xué)陶 ， 機械設(shè)計 ， 北京 ： 航空工業(yè)出版社 ， 1992 13 邱宣懷，機械設(shè)計，第三版，北京：高等教育出版社， 1989 14 Nee,A.Y.C,Fu,M.W.et.al， Determination of optimai parting directions in plastic injection mould design， Annals CIRP,(46),429-432， 1997 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 附錄一 開模 步驟 1 開模 步驟 2 開模 步驟 3 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 開模 步驟 4 開模 步驟 5